Электромагнитная совместимость. Электромагнитные влияния

Электромагнитная совместимость (ЭМС) является современным понятием, объединяющим такие известные электромагнитные явления, как радиопомехи, влияние на сеть, перенапряжения, колебания напряжения сети, электромагнитные влияния, паразитные связи, фон промышленной частоты 50 Гц, воздействия заземления и т.д. Существует несколько определений понятия «Электромагнитная совместимость». Так стандарт VDE 0870 (Общество немецких электротехников) определяет ЭМС как «способность электрического устройства удовлетворительно функционировать в его электромагнитном окружении, не влияя на это окружение, к которому принадлежат также и другие устройства, недопустимым образом». ГОСТ Р 50397-92 определяет электромагнитную совместимость как «способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам»

Основными понятиями в теории электромагнитной совместимости являются понятия передатчиков и приемников электромагнитной энергии (электромагнитных помех) в их расширенном понимании. Так к передатчикам электромагнитной энергии относятся телевизионные и радиовещательные устройства, электрические цепи и системы, непреднамеренно излучающие в окружающую среду электромагнитную энергию, электроприемники, являющиеся источниками электромагнитных помех, распространяющихся по цепям питания.

На объектах электроэнергетики передатчиками электромагнитных воздействий, которые могут оказывать влияние на автоматические и автоматизированные системы технологического управления электротехническими объектами являются:

· Переходные процессы в цепях высокого напряжения при коммутациях силовыми выключателями и разъединителями;

· Переходные процессы в цепях высокого напряжения при коротких замыканиях, срабатывании разрядников или ограничителей перенапряжений;

· Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием станций и подстанций;

· Переходные процессы в заземляющих устройствах подстанций, обусловленные токами КЗ промышленной частоты и токами молний;

· Быстрые переходные процессы при коммутациях в индуктивных цепях низкого напряжения;

· Переходные процессы в цепях различных классов напряжения при ударах молнии непосредственно в объект или вблизи него;

· Разряды статического электричества;

· Электромагнитные возмущения в цепях оперативного тока.

В качестве примеров передатчиков электромагнитных воздействий можно также перечислить: автомобильные устройства зажигания, люминесцентные лампы, коллекторные электродвигатели, силовая электроника, сварочные аппараты, электроинструмент и т. д..

· В особых ситуациях рассматриваются такие виды электромагнитных воздействий, как: Электромагнитные импульсы ядерных взрывов;

· Магнитное поле Земли при аномальных явлениях на поверхности Солнца.

Источники электромагнитных помех на электрических станциях и подстанциях изображены на рис. 1.1.

К приемникам электромагнитных воздействий относятся теле и радиоприемники, силовые электроприемники, системы автоматизации, автомобильная микроэлектроника, управляющие приборы и регуляторы, средства релейной защиты и автоматики, устройства обработки информации и т. д.. Многие электрические устройства могут одновременно действовать как приемники так и как передатчики.

С учетом изложенного электрическое устройство считается совместимым, если оно в качестве передатчика является источником электромагнитных помех не выше допустимых, а в качестве приемника обладает допустимой чувствительностью к посторонним влияниям, т.е. достаточной помехоустойчивостью и иммунитетом.

Рис. 1.1. Источники электромагнитных воздействий на электрических станциях и подстанциях:

1 – удар молнии; 2 – переключения и короткие замыкания (КЗ) в сети высокого напряжения; 3 – переключения и КЗ в сети среднего напряжения (СН); 4 - переключения и КЗ в сети низкого напряжения (НН); 5 – внешние источники радиочастотных излучений; 6 – внутренние источники радиочастотных излучений; 7 – разряды статического электричества; 8 – источники кондуктивных помех по цепям питания

Электромагнитные влияния могут проявляться в виде обратимых и необратимых нарушений. Так, в качестве обратимого нарушения можно назвать шум при телефонном разговоре. К необратимому нарушению относится сбой в работе системы релейной защиты, приведший к отключению нагрузки. В табл. 1.1. приведены примеры повреждений и неправильной работы устройств РЗА вызванных воздействиями электромагнитных помех.

Таблица 1.1.

Примеры повреждений и неправильной работы устройств РЗА из-за

воздействия электромагнитных помех

№ п.п.	Событие	Последствия	Причины
Коммутации в первичных цепях
1.	Коммутация разъедини­телем на ПС с элегазовым РУ	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110 кВ	Неисправно ЗУ. Высокий уровень импульсных помех
2.	Коммутация выключа­телем 10 кВ на ПС с закрытым РУ	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110 кВ	Импульсные помехи в сети постоянного тока более 2 кВ

Таблица 1.1. (продолжение)

№ п.п.	Событие	Последствия	Причины
3.	Коммутация разъедини­телем на ПС с элегазовым РУ	Повреждение электронного реле	Высокий уровень импульсных помех. Низкая помехоустой­чивость реле
4.	Коммутация разъедини­телем на ПС с элегазовым РУ	Сбой в работе автоматики контроля плотности элегаза. Заблокировано управ­ление выключателями 110 кВ	Низкая помехоустой­чивость аппаратуры
5.	Коммутация выключа­телем 110 кВ на ПС с открытым РУ	Ложное отключение выклю­чателя 220 кВ	Импульсные помехи в цепях оперативного тока
Короткие замыкания на землю в цепях высокого напряжения
6а	КЗ на землю на шинах 110 кВ ПС с открытым РУ	Повреждение аппаратуры РЗА, коммутационных ап­паратов в сети постоянного тока. Отключились 6 ли­ний 110 кВ	Неисправно ЗУ.
6б	Ближнее КЗ на землю ПС с открытым РУ	Возгорание кабелей в ка­бельном канале	Перекрытие с ЗУ на цепи постоянного тока
7.	КЗ на шинах 110 кВ ПС с открытым РУ	Ложная работа Отключилась линия 500кВ	Неисправно ЗУ.
8.	КЗ на шинах ПС с за­крытым РУ	Ложная работа РЗА. Отклюю- чилась линия 110 кВ	Неисправно ЗУ.
9.	КЗ на шинах ОРУ-110кВ открытой ПС с открытым РУ	Ложно отключается блок генераторов на ТЭЦ	Неисправно ЗУ.
Удары молнии в территорию подстанции
10.	Удар молнии в молниеприемник на ОРУ ПС	Повреждение устройств системы автоматического управления. Загорелось реле на распределительном щите	Неправильно выпол­нена молниезащита
11.	Удар молнии в молниеприемник ОРУ ПС	Отключение 8 выключате­лей на РУ 110 кВ, 2 на РУ 220 кВ	Неправильно выпол­нена молниезащита
Стационарные режимы
12.	Нормальный режим на ТЭЦ	Ложно работает микропро­цессорная защита генерато­ра. Отключился блок гене­ратора	Помехи в цепях дискретных сигналов. Неэкранированный кабель